机械制造技术课程设计说明书设计题目：设计变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程及铣拨叉宽51面工序的专用夹具姓名：李冰学号： 00000000班级:机电000指导教师:000000河南机电高等专科学校2015年11月20日目录第1章零件的分析 (1)第2章工艺规程的设计 (2)2.1 确定毛坯的的制造形式 (2)2.2 基准的选择 (2)2.3 制订工艺路线 (3)2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)2.5 确定切削用量及基本工时 (6)第3章专用夹具的设计 (16)3.1、铣拨叉宽51面的夹具设计 (16)3.1.1 问题的提出 (16)3.1.2 定位基准的选择 (16)3.1.3 定位元件的设计 (16)3.1.4 切削力及夹紧力计算 (16)3.1.5定向键与对刀装置设计 (18)3.1.6 夹具设计及操作简要说明 (20)第1章零件的分析从变速器换挡叉的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下：1. 以Ø15.81mm孔为中心的加工面这一组加工面包括：Ø20.5圆的左右端面，Ø15.81mm孔以及对其倒角。
2. 叉口处的加工面这一组加工面包括：铣叉口的2端面面，铣叉口内侧面，其中外端面和Φ15.81孔有垂直度要求，这就要求我们要以Φ15.81内孔定位加工这2端面，以保证端面和Φ15.81孔的垂直度。
图1.1第2章工艺规程的设计2.1 确定毛坯的的制造形式零件材料为35，零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。
由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为2级，能保证锻件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。
2.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。
粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。
从零件图上可以看出，变速器换挡叉较不规则，所以粗基准不太容易选择。
为了保证Ø15.8mm孔的位置精度的要求，选择叉口内圆面和Ф20.5的右端面作为粗基准，以保证孔的轴心线与叉口的X、Y方向的位置要求以及Ø15.8mm孔轴心线的垂直度，依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。
工件被放在支撑板上，限制三个自由度；工件的大叉口内表面紧靠在两个支承钉的外圆柱面上，限制两个自由度；小头Ø15mm 孔的端面紧靠在支承钉上，限制一个自由度，实现完全定位。
对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。
方案一工序05：锻造。
工序10：调质处理工序15：铣Φ20.5左端面工序20：铣Φ20.5右端面及宽11的面工序25：钻，扩，铰Φ15.81F8孔工序30：铣宽16.5的面工序35：钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔Φ8.5，攻丝M10工序40：铣叉口的左右端面工序45：铣叉口宽51的面工序50：铣宽9.65的左右端面工序55：铣宽14的槽工序60：清洗去毛刺工序65：验收工序70：入库方案二工序05：锻造工序10：调质处理工序15：铣Φ20.5左端面工序20：铣Φ20.5右端面及宽11的面工序25：铣宽16.5的面钻，工序30：铣叉口的左右端面工序35：铣叉口宽51的面工序40：扩，铰Φ15.81F8孔工序45：钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔Φ8.5，攻丝M10工序50：铣宽9.65的左右端面工序55：铣宽14的槽工序60：清洗去毛刺工序65：验收工序70：入库对方案一和方案二进行比较，可知方案二将Φ15.8孔的加工放在铣叉口的左右端面后，由零件图我们知道，Φ15.8孔和铣叉口的左右端面有垂直度要求，为了保证他们之间的垂直度要求，应将Φ15.8孔的加工放到前面，这样不但可以保证他们之间的垂直度要求，而且为后面工序的加工，提供了定位基准，节省了时间，进而提高了效率，所以我们选择方案一。
具体的加工路线如下工序05：锻造。
工序10：调质处理工序15：铣Φ20.5左端面工序20：铣Φ20.5右端面及宽11的面工序25：钻，扩，铰Φ15.81F8孔工序30：铣宽16.5的面工序35：钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔Φ8.5，攻丝M10工序40：铣叉口的左右端面工序45：铣叉口宽51的面工序50：铣宽9.65的左右端面工序55：铣宽14的槽工序60：清洗去毛刺工序65：验收工序70：入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨叉零件材料为 35，硬度选用180HBS，毛坯重约1Kg。
生产类型为成批生产，采用锻造， 2级精度组。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：1. Ø20.5圆的左右端面Ø20.5圆的左右端面的粗糙度为12.5,进行一次粗铣即可满足要求，查《机械工艺学及夹具设计指导》表2-12，知Z=2.0mm2. Ø15.8mm的孔 M10因为孔最大只有15.8mm，因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。
因此毛坯采用实心铸造。
以确保毛坯的成功率。
2. 叉口侧面该叉口两侧面粗糙度都是6.3，进行一次粗铣即可满足光洁度要求。
根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。
所以根据相关资料和经验可知，毛坯的叉口厚度定为2.0mm，符合要求。
3. 叉口内圆面叉口内圆面的圆弧半径为R28.5mm，光洁度要求没有，直接铸造出来，查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为8~10级，4.宽9.65和16.5的面宽9.65和16.5的两侧面，粗造度为6.3,12.5，进行一次粗铣即可满足要求，查《机械工艺学及夹具设计指导》表3-3知Z=2.0mm5.宽14.2的槽因其宽度只有14.2，粗糙度为12.5，所以直接铸造成实心其它表面均为不加工表面，而且锻造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。
2.5 确定切削用量及基本工时工序05：锻造工序10：调质处理工序15：铣Φ20.5左端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,mm a p 0.2=，mm d 250=，min /125m v =，4=z 。
2. 决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则mm a p 0.2=决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw ，中等系统刚度。
根据表查出 齿/2.0mm f z =，则min /39.11372512510001000r d v n s =⨯⨯==ππ按机床标准选取w n ＝1450min /rmin /35.159********251000m dn v w=⨯⨯==ππ当w n ＝1450r/min 时r mm zn f f w z m /1160145042.0=⨯⨯==按机床标准选取r mm f m /1160=1）计算工时切削工时：mm l 5.20=，mm l 21=，mm l 32=，则机动工时为 min 268.02.01450325.2021=++=++=X f n l l l t w m 工序40：铣Φ20.5右端面及宽11的面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,mm a p 0.2=，mm d 250=，min /125m v =，4=z 。
2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则mm a p 0.2=2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw ，中等系统刚度。
根据表查出 齿/2.0mm f z =，则min /39.11372512510001000r d v n s =⨯⨯==ππ 按机床标准选取w n ＝1450min /rmin /35.159********251000m dn v w=⨯⨯==ππ当w n ＝1450r/min 时r mm zn f f w z m /1160145042.0=⨯⨯==按机床标准选取r mm f m /1160=3）计算工时 切削工时：mm l 5.20=，mm l 111=，mm l 32=，则机动工时为 min 363.02.014503115.2021=++=++=X f n l l l t w m 工序25：钻，扩，铰Φ15.81F8孔工步一钻孔至φ14确定进给量f ：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的MPa b800<σ，mm d 140φ=时，r m f /47.0~39.0=。
由于本零件在加工Φ14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则()r mm f /35.0~29.075.047.0~39.0=⨯=根据Z525机床说明书，现取r mm f /25.0=切削速度：查得切削速度min /18m v =所以min /7.301141810001000r d v n w s =⨯⨯==ππ根据机床说明书，取m in /375r n w =，故实际切削速度为min /37.221000375141000m n d v w w =⨯⨯==ππ切削工时：mm l 45=，mm l 71=，mm l 32=，则机动工时为 min 448.025.0375374521=⨯++=++=f n l l l t w m工步二：扩孔mm 15φ利用钻头将mm 14φ孔扩大至mm 15φ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取()()r mm f f /87.0~585.075.065.08.1~2.18.1~2.1=⨯⨯==钻根据机床说明书，选取r mm f /57.0= min /4~61231~2131~21m v v =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=钻 则主轴转速为min /34~6.51r n =，并按车床说明书取min /68r n w =，实际切削速度为min /238.4100068151000m n d v w w =⨯⨯==ππ切削工时：mm l 45=，mm l 5.01=，mm l 32=，则机动工时为 min 006.157.06835.04521=⨯++=++=f n l l l t w m 工步3：铰mm F 88.15φ孔r mm f /4.0~2.0=，min /12~8m v =，得m in /65.254~8.169r n s =按机床实际进给量和实际转速，取r mm f /35.0=，m in /198r n w =，实际切削速度min /33.9m v =。